Les différents types de mouvements

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Tests
Comment peut-on décrire le mouvement d'une cabine d'ascenseur ? Décrivons précisément quelques mouvements simples.
1. Décrire un mouvement dans l'espace
a) La translation
• L'ascenseur se déplace dans le référentiel terrestre de bas en haut ou de haut en bas : si on veut décrire le mouvement d'un ascenseur, il faut donc commencer par donner un sens à la trajectoire. Si on observe n'importe lequel des points de l'ascenseur, on constate que sa trajectoire est une droite : c'est une trajectoire rectiligne.
• Prenons maintenant deux points quelconques de cet ascenseur : le segment qui les relie conserve la même direction pendant tout le parcours : il en est de même pour n'importe quelle autre droite passant par deux points de l'ascenseur. Cette condition définit le mouvement de translation.
Un ascenseur qui monte a donc un mouvement de translation rectiligne de bas en haut.
• Remarque : les cabines d'une grande roue ont bien un mouvement de translation mais leur trajectoire est circulaire par rapport au sol. Il s'agit ici d'un mouvement de translation circulaire et non pas rectiligne comme précédemment.
b) La rotation
• Un autre mouvement très courant est celui de rotation ; dans la remarque ci-dessus, on vient de voir qu'il ne suffit pas simplement que l'objet tourne pour qu'il effectue un mouvement de rotation.
• Étudions le mouvement d'un disque qui tourne autour d'un axe fixe par rapport à la Terre. Au cours du mouvement, on constate que le centre du disque n'est animé d'aucun mouvement et que deux rayons quelconques de ce disque balaient le même arc de cercle pendant le même intervalle de temps : cela définit un mouvement de rotation.
2. Décrire un mouvement dans le temps
Reprenons l'exemple de l'ascenseur. Durant son ascension, la cabine est soumise à trois types de mouvement :
• Lorsque la cabine commence à monter, sa vitesse instantanée augmente progressivement : la cabine parcourt pendant des durées égales des distances de plus en plus grandes : le mouvement est accéléré.
• Lorsque la cabine a atteint sa vitesse normale, sa vitesse instantanée reste constante au cours du temps : la cabine parcourt pendant des durées égales des distances égales : le mouvement est uniforme.
• Lorsque la cabine s'approche de sa destination, sa vitesse instantanée diminue progressivement : la cabine parcourt pendant des durées égales des distances de plus en plus petites : le mouvement est décéléré.
3. Décomposer un mouvement
Pour déterminer la nature du mouvement, on peut réaliser une chronophotographie : cette technique consiste à obtenir sur la même photographie des images successives d'un mobile prises à intervalles de temps égaux. Elle est souvent utilisée dans le sport pour analyser les imperfections du mouvement d'un athlète.
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